CN113711070A - 电池内短路侦测方法、电子装置和存储介质 - Google Patents

电池内短路侦测方法、电子装置和存储介质 Download PDF

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CN113711070A
CN113711070A CN202080028351.7A CN202080028351A CN113711070A CN 113711070 A CN113711070 A CN 113711070A CN 202080028351 A CN202080028351 A CN 202080028351A CN 113711070 A CN113711070 A CN 113711070A
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刘博洋
王志锋
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Dongguan Nvt Technology Co Ltd
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Abstract

一种电池内短路侦测方法，所述方法包括：获取电池充电的标准参数(S21)；获取所述电池在进入恒流充电阶段时的电压V0(S22)；获取所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差ΔV(S23)；获取所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流I(S24)；根据所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri(S25)；根据所述电池的内短路电阻Ri确定所述电池是否存在内短路(S26)。还提供一种电子装置及存储介质，可在单体电池充电过程中通过侦测单体电池的内短路电阻确定电池是否存在电池内短路。

Description

电池内短路侦测方法、电子装置和存储介质
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池内短路侦测方法、电子装置和存储介质。
背景技术
目前，由于电池的隔膜损坏、电池制造过程中引入杂质颗粒、电池的电极材料的溶解和沉积、电池的电极析锂形成枝晶等原因可能会导致电池内短路。所述电池内短路随着时间的推移会愈发严重。进而可能会造成电池燃烧，甚至爆炸，对用户的生命和财产带来损害。虽然，目前可通过将电池放置一段时间来检测放置前后的端电压的变化来判断电池是否存在电池内短路，但是此方法需要电池长时间处于无外部电流状态，无法满足便携式电子装置频繁充放电的应用场景。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种电池内短路侦测方法、电子装置和存储介质，可在单体电池充电过程中通过侦测单体电池的内短路电阻确定电池是否存在电池内短路。
本申请一实施例提供一种电池内短路侦测方法，所述方法包括：
获取电池充电的标准参数；
获取所述电池在进入恒流充电阶段时的电压V0；
获取所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差ΔV；
获取所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流I；
根据所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri；
根据所述电池的内短路电阻Ri确定所述电池是否存在内短路。
根据本申请的一些实施例，所述获取所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差ΔV包括：
获取所述电池在恒流充电t1时刻的电压V1；
获取所述电池在恒流充电t2时刻的电压V2，其中t2＝t1+Δt；
根据所述电压V1及所述电压V2确定所述电压差ΔV；
所述获取所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流I包括：
获取所述电池在所述t1时刻至所述t2时刻之间的充电电流I。
根据本申请的一些实施例，所述获取电池充电的标准参数包括：
获取通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数。
根据本申请的一些实施例，在所述获取通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数之前，所述方法还包括：
获取通过电池等效电路模型得到的包括电池标准参数方程的第一标准电压差方程；
获取在不同循环次数下以不同标准充电电流充电期间充电时间段Δt所产生的各电池标准电压差；
根据所述第一标准电压差方程及所述在不同循环次数下以不同标准充电电流充电期间充电时间段Δt所产生的各电池标准电压差确定所述通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数。
根据本申请的一些实施例，在所述获取通过电池等效电路模型得到的包括电池标准参数方程的第一标准电压差方程之前，所述方法还包括：
根据电容的定义公式及电流的定义公式确定所述电池等效电路模型的标准方程；
根据所述电池等效电路模型的标准方程确定充电所述时间段Δt所产生的第二标准电压差方程；
根据所述第二标准电压差方程确定所述第一标准电压差方程。
根据本申请的一些实施例，所述电池等效电路模型的标准方程包括：
Figure BDA0003299989670000021
其中，Vstandard为电池标准电压，Uoc为电池开路电压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，t为电池充电时间，Rs为电池极化内阻，Cs为所述电池极化电容，Istandard为电池的标准充电电流，R0为电池欧姆内阻。
根据本申请的一些实施例，所述电池充电的标准参数包括电池充电的第一标准参数及电池充电的第二标准参数，所述第一标准电压差方程包括：
ΔVstandard＝αIstandard-αβ；
其中，
Figure BDA0003299989670000022
其中，t2＝t1+Δt，ΔVstandard为所述电池充电所述时间段Δt所产生的标准电压差，Istandard为充电所述时间段Δt时的标准充电电流，α为所述电池充电的第一标准参数，Rs为电池极化内阻，t1为第一恒流充电时刻，Cs为电池极化电容，t2为第二恒流充电时刻，β为所述电池充电的第二标准参数，及Us0为所述电池极化电容在静置状态下的初始分压值。
根据本申请的一些实施例，所述根据所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri包括：
根据电容的定义公式及电流的定义公式确定电池等效电路模型的第一方程；
根据所述电池等效电路模型的第一方程确定所述电池充电所述时间段Δt所产生的电压差方程；
根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri。
根据本申请的一些实施例，所述电池等效电路模型的第一方程包括：
Figure BDA0003299989670000031
其中，V为所述电池的电压，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，Rs为电池极化内阻，R0为电池欧姆内阻，Uoc为电池开路电压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，Ri为电池的内短路电阻。
根据本申请的一些实施例，所述根据电容的定义公式及电流的定义公式确定所述电池等效电路模型的第一方程包括：
建立所述电池等效电路模型；
根据欧姆定律及基尔霍夫定律确定所述电池等效电路模型的第二方程；
根据所述电容的定义公式、所述电流的定义公式及所述电池等效电路模型的第二方程确定所述电池等效电路模型的第一方程。
根据本申请的一些实施例，所述根据所述电容的定义公式、所述电流的定义公式及所述电池等效电路模型的第二方程确定所述电池等效电路模型的第一方程包括：
根据所述电容的定义公式及所述电流的定义公式确定电池极化电容的分压微分方程；
对所述电池极化电容的分压微分方程进行求解确定所述电池极化电容的分压的通解；
根据所述电池等效电路模型的第二方程及所述电池极化电容的分压的通解确定所述电池等效电路模型的第一方程。
根据本申请的一些实施例，所述电池极化电容的分压微分方程包括：
Figure BDA0003299989670000032
其中，Cs为所述电池极化电容，Us为所述电池极化电容的分压，Rs为电池极化内阻，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，V为所述电池的电压，Ri为电池的内短路电阻；
所述电池极化电容的分压的通解包括：
Figure BDA0003299989670000033
其中，Us为所述电池极化电容的分压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，Ri为所述电池的内短路电阻，Rs为所述电池极化内阻，t为所述电池的充电时间，Cs为所述电池极化电容，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，V为所述电池的电压。
根据本申请的一些实施例，在所述根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri之前，所述方法还包括：
获取通过电池等效电路模型得到的电池标准参数方程；
所述根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri包括：
根据所述电压差方程及所述电池标准参数方程确定电池的内短路电阻方程；
根据所述电池的内短路电阻方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri。
根据本申请的一些实施例，所述电池充电的标准参数包括电池充电的第一标准参数及电池充电的第二标准参数，所述电池的内短路电阻方程包括：
Figure BDA0003299989670000041
其中，Ri为所述电池的内短路电阻，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，ΔV为所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差，α为所述电池充电的第一标准参数，β为所述电池充电的第二标准参数，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流。
本申请一实施例提供一种电子装置，所述电子装置包括：
电池；
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器加载并执行如上任意一项所述的电池内短路侦测方法。
本申请一实施例提供一种存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，所述指令由处理器加载执行如上任意一项所述的电池内短路侦测方法。
本申请实施例提供的电池内短路侦测方法，电子装置，及存储介质，通过所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri，并根据所述电池的内短路电阻Ri确定所述电池是否存在内短路，可在单体电池充电过程中通过侦测单体电池的内短路电阻确定电池是否存在电池内短路，满足便携式电子装置频繁充放电的应用场景。
附图说明
图1为根据本申请一实施方式的电子装置的示意图。
图2为本申请一实施例的电池内短路侦测方法的流程图。
图3为得到标准参数时采用的电池等效电路模型。
图4为图2的电池内短路侦测方法确定电池充电的标准参数的流程图。
图5为图2的电池内短路侦测方法确定第一标准电压差方程的流程图。
图6为标准电压差与标准充电电流之间的关系示意图。
图7为图2的电池内短路侦测方法确定电池的内短路电阻的流程图。
图8为图2的电池内短路侦测方法确定电池等效电路模型的第一方程的流程图。
图9为确定电池是否存在内短路时采用的电池等效电路模型。
图10为图2的电池内短路侦测方法确定所述电池等效电路模型的第一方程。
主要元件符号说明
电子装置 100
存储器 11
处理器 12
电池 13
采集装置 14
计时器 15
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都是属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请一实施例的电子装置的示意图。所述电子装置100包括，但不仅限于，存储器11、至少一个处理器12、电池13、采集装置14、以及计时器15，上述元件之间可以通过总线连接，也可以直接连接。
需要说明的是，图1仅为举例说明电子装置100。在其他实施例中，电子装置100也可以包括更多或者更少的元件，或者具有不同的元件配置。所述电子装置100可以为电动摩托、电动单车、电动汽车、手机、平板电脑、个数数字助理、个人电脑，或者任何其他适合的可充电式设备。
在一个实施例中，所述电池13为可充电电池，用于给所述电子装置100提供电能。例如，所述电池13可以是铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池及磷酸铁锂电池等。所述电池13通过电池管理系统(BMS)与所述处理器12逻辑相连，从而通过所述电池管理系统实现充电、以及放电等功能。所述电池管理系统可通过CAN或RS485与储能逆变器(PCS)通讯连接。所述电池13包括电芯，所述电池可以采用可循环再充电的方式反复充电。
在本实施例中，所述采集装置14用于采集电池13的电压及电池13的充电电流。在本实施例中，所述采集装置14用于采集所述电池13的电芯的电压及所述电池13的电芯的充电电流。在本实施例中，所述采集装置14为模数转换器。可以理解的是，所述采集装置14还可为其他电压采集装置及电流采集装置。所述计时器15用于记录所述电池13的电芯在充电过程中的充电时间。可以理解的是，所述电子装置100还可以包括其他装置，例如压力传感器、光线传感器、陀螺仪、湿度计、红外线传感器等。
请参阅图2，图2为本申请一实施例的电池内短路侦测方法的流程图。所述电池内短路侦测方法应用于电池上。所述电池内短路侦测方法包括下列步骤：
S21：获取电池充电的标准参数。
在本实施例中，所述获取电池充电的标准参数包括：获取通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数。所述电池等效电路模型可为Rint模型，Thevenin模型，PNGV模型，2阶RC模型等。在本实施例中，所述电池等效电路模型为Thevenin模型。请参考图3，图3为得到标准参数时采用的电池等效电路模型。在图3中，Vstandard为电池标准电压，Uoc为电池开路电压，R0为电池欧姆内阻，Rs为电池极化内阻，Cs为电池极化电容，Us-standard为所述电池极化电容的标准分压，Istandard为电池的标准充电电流。
请参考图4，所述获取通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数包括：
S41：获取通过电池等效电路模型得到的包括电池标准参数方程的第一标准电压差方程。
在本实施例中，请参考图5，在所述获取通过电池等效电路模型得到的包括电池标准参数方程的第一标准电压差方程之前，所述方法还包括：
S51：根据电容的定义公式及电流的定义公式确定所述电池等效电路模型的标准方程。
所述电容的定义公式包括：
Figure BDA0003299989670000061
其中，Us-standard为所述电池极化电容的标准分压，Q为所述电池极化电容的电量，CS为所述电池极化电容。所述电流的定义公式包括：
Figure BDA0003299989670000062
其中，I1-standard为电池极化电容的标准充电电流，dQ为一段时间内通过电池极化电容的电荷量，dt为电荷通过电池极化电容的时间。
所述根据电容的定义公式及电流的定义公式确定所述电池等效电路模型的标准方程包括：
a1：建立所述电池等效电路模型。
所述电池等效电路模型如图3所示。此时，所述电池为标准电池，即为不存在内短路的电池。
a2：根据欧姆定律及基尔霍夫定律确定所述电池等效电路模型的方程。
所述欧姆定律包括：U0＝Istandard×R0。其中，U0为电池欧姆内阻两端的电压，Istandard为流过电池欧姆内阻的标准充电电流，R0为电池欧姆内阻。所述基尔霍夫定律包括：
Figure BDA0003299989670000063
其中，m是所述电池等效电路模型中的闭合回路的元件数目，vk为元件两端的电压。
所述根据欧姆定律及基尔霍夫定律确定所述电池等效电路模型的方程包括：
b1：根据所述欧姆定律确定所述电池等效电路模型的标准基尔霍夫电压方程。
所述电池等效电路模型的标准基尔霍夫电压方程包括：-Vstandard+Us-standard+Uoc+Istandard×R0＝0。其中，Vstandard为电池标准电压，Us-standard为所述电池极化电容的标准分压，Uoc为电池开路电压，Istandard为电池的标准充电电流，R0为电池欧姆内阻。
b2：根据所述电池等效电路模型的标准基尔霍夫电压方程确定所述电池等效电路模型的方程。
所述电池等效电路模型的方程包括：Vstandard＝Uoc+Us-standard+Istandard×R0。其中，Vstandard为电池标准电压，Uoc为电池开路电压，Us-standard为所述电池极化电容的标准分压，Istandard为电池的标准充电电流，R0为电池欧姆内阻。
a3：根据所述电容的定义公式、所述电流的定义公式及所述电池等效电路模型的方程确定所述电池等效电路模型的标准方程。
所述根据所述电容的定义公式、所述电流的定义公式及所述电池等效电路模型的方程确定所述电池等效电路模型的标准方程包括：
c1：根据所述电容的定义公式及所述电流的定义公式确定电池极化电容的标准分压微分方程。
所述根据所述电容的定义公式及所述电流的定义公式确定电池极化电容的标准分压微分方程包括：
d1：根据所述电容的定义公式及所述电流的定义公式确定所述电池极化电容的标准充电电流方程。
所述电池极化电容的标准充电电流方程包括：
Figure BDA0003299989670000071
其中，I1-standard为电池极化电容的标准充电电流，dQ为一段时间dt内通过电池极化电容的电荷量，dt为电荷通过电池极化电容的时间，Us-standard为电池极化电容的标准分压，CS为所述电池极化电容。
d2：根据所述电池极化电容的充电电流方程确定电池极化电容的标准分压微分方程。
所述电池极化电容的标准分压微分方程包括：
Figure BDA0003299989670000072
即所述电池极化电容的标准分压微分方程包括：
Figure BDA0003299989670000073
其中，Cs为所述电池极化电容，dUs-standard为一段时间内通过电池极化电容的标准电压，dt为电荷通过电池极化电容的时间，Us-standard为电池极化电容的标准分压，Rs为电池极化内阻，Istandard为电池的标准充电电流。
c2：对所述电池极化电容的标准分压微分方程进行求解确定所述电池极化电容的标准分压的通解。
所述电池极化电容的标准分压的通解包括：
Figure BDA0003299989670000074
其中，Us-standard为所述电池极化电容的标准分压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，t为所述电池的充电时间，Rs为所述电池极化内阻，Cs为所述电池极化电容，Istandard为所述电池的标准充电电流。
c3：根据所述电池等效电路模型的方程及所述电池极化电容的标准分压的通解确定所述电池等效电路模型的标准方程。
所述电池等效电路模型的标准方程包括：
Figure BDA0003299989670000081
。即，所述电池等效电路模型的标准方程包括：
Figure BDA0003299989670000082
其中，Vstandard为电池标准电压，Uoc为电池开路电压，Us-standard为所述电池极化电容的标准分压，Istandard为电池的标准充电电流，R0为电池欧姆内阻，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，t为所述电池的充电时间，Rs为所述电池极化内阻，Cs为所述电池极化电容。
S52：根据所述电池等效电路模型的标准方程确定充电所述时间段Δt所产生的第二标准电压差方程。
所述第二标准电压差方程包括：
Figure BDA0003299989670000083
Figure BDA0003299989670000084
即，所述第二标准电压差方程包括：
Figure BDA0003299989670000085
其中，t2＝t1+Δt，ΔVstandard为所述电池充电所述时间段Δt所产生的标准电压差，Uoc为电池开路电压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，t1为第一恒流充电时刻，Rs为所述电池极化内阻，Cs为所述电池极化电容，Istandard为充电所述时间段Δt时的标准充电电流，R0为电池欧姆内阻，t2为第二恒流充电时刻。
S53：根据所述第二标准电压差方程确定所述第一标准电压差方程。
所述第一标准电压差方程包括：
Figure BDA0003299989670000086
Figure BDA0003299989670000087
即，所述第一标准电压差方程包括：ΔVstandard＝αIstandard-αβ。其中，
Figure BDA0003299989670000091
公式
Figure BDA0003299989670000093
及公式
Figure BDA0003299989670000092
为电池标准参数方程。
其中，t2＝t1+Δt，ΔVstandard为所述电池充电所述时间段Δt所产生的标准电压差，Rs为所述电池极化内阻，Istandard为充电所述时间段Δt时的标准充电电流，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，t1为第一恒流充电时刻，t2为第二恒流充电时刻，Cs为所述电池极化电容，α为所述电池充电的第一标准参数，β为所述电池充电的第二标准参数。
S42：获取在不同循环次数下以不同标准充电电流充电期间充电时间段Δt所产生的各电池标准电压差。
所述获取在不同循环次数下以不同标准充电电流充电期间充电时间段Δt所产生的各电池标准电压差可为，例如，在不同循环次数下，在电池以0.8安培的电流放电至截止电压后，获取分别以0.4安培、0.8安培、1.2安培、1.6安培、2安培、2.4安培、2.8安培、3.2安培、3.6安培、4安培的恒定电流进行恒流充电时，在第1秒至第11秒之间的电池标准电压差。
S43：根据所述第一标准电压差方程及所述在不同循环次数下以不同标准充电电流充电期间充电时间段Δt所产生的各电池标准电压差确定所述通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数。
请参考图6，图6为标准电压差与标准充电电流之间的关系示意图。在图6中，所述标准电压差与所述标准充电电流所形成的散点大致排列在一条直线上。在本实施例中，例如，在图6中，根据所述第一标准电压差方程及所述在不同循环次数下以不同标准充电电流充电期间充电时间段Δt所产生的各电池标准电压差确定所述通过电池等效电路模型得到的电池充电的第一标准参数及电池充电的第二标准参数分别为9.2271和0.0411。
S22：获取所述电池在进入恒流充电阶段时的电压V0。
在本实施例中，通过所述采集装置获取所述电池在进入恒流充电阶段时的电压V0。
此时的所述电池及在下面描述中出现的获取的电池属性及确定的电池属性所对应的电池可为，确定所述电池充电的标准参数时的电池随着使用时间的推移成为可能存在内短路的电池，例如确定所述电池充电的标准参数时的电池使用6个月之后的电池，即与确定所述电池充电的标准参数时的电池为同一电池。此时的所述电池及在下面描述中出现的获取的电池属性及确定的电池属性所对应的电池还可为，待确定是否存在内短路的电池，即与确定所述电池充电的标准参数时的电池不同的电池。
S23：获取所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差ΔV。
在本实施例中，所述获取所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差ΔV包括：
e1：获取所述电池在恒流充电t1时刻的电压V1。
e2：获取所述电池在恒流充电t2时刻的电压V2，其中t2＝t1+Δt。
e3：根据所述电压V1及所述电压V2确定所述电压差ΔV。
S24：获取所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流I。
所述获取所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流I包括：获取所述电池在所述t1时刻至所述t2时刻之间的充电电流I。
S25：根据所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri。
请参考图7，所述根据所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri包括：
S71：根据电容的定义公式及电流的定义公式确定电池等效电路模型的第一方程。
所述电容的定义公式包括：
Figure BDA0003299989670000101
其中，Us为所述电池极化电容的分压，Q为所述电池极化电容的电量，CS为所述电池极化电容。所述电流的定义公式包括：
Figure BDA0003299989670000102
其中，I1为电池极化电容的充电电流，dQ为一段时间内通过电池极化电容的电荷量，dt为电荷通过电池极化电容的时间。
请参考图8，所述根据电容的定义公式及电流的定义公式确定电池等效电路模型的第一方程包括：
S81：建立所述电池等效电路模型。
所述电池等效电路模型如图9所示。此时，所述电池可能存在内短路。在图9中，V为电池电压，Uoc为电池开路电压，R0为电池欧姆内阻，Rs为电池极化内阻，Cs为电池极化电容，Us为所述电池极化电容的分压，I为电池的充电电流，Ri为电池的内短路电阻。
S82：根据欧姆定律及基尔霍夫定律确定所述电池等效电路模型的第二方程。
所述欧姆定律包括：U0＝I×R0。其中，U0为电池欧姆内阻两端的电压，I为流过电池欧姆内阻的充电电流，R0为电池欧姆内阻。所述基尔霍夫定律包括：
Figure BDA0003299989670000103
其中，m是所述电池等效电路模型中的闭合回路的元件数目，vk为元件两端的电压。
所述根据欧姆定律及基尔霍夫定律确定所述电池等效电路模型的第二方程包括：
f1：根据所述欧姆定律确定所述电池等效电路模型的基尔霍夫电压方程。
所述电池等效电路模型的基尔霍夫电压方程包括：
Figure BDA0003299989670000104
其中，V为电池电压，Us为所述电池极化电容的分压，Uoc为电池开路电压，I为电池的充电电流，Ri为电池的内短路电阻，R0为电池欧姆内阻。
f2：根据所述电池等效电路模型的基尔霍夫电压方程确定所述电池等效电路模型的第二方程。
所述电池等效电路模型的第二方程包括：
Figure BDA0003299989670000105
其中，V为电池电压，Uoc为电池开路电压，Us为所述电池极化电容的分压，I为电池的充电电流，Ri为电池的内短路电阻，R0为电池欧姆内阻。
S83：根据所述电容的定义公式、所述电流的定义公式及所述电池等效电路模型的第二方程确定所述电池等效电路模型的第一方程。
请参考图10，根据所述电容的定义公式、所述电流的定义公式及所述电池等效电路模型的第二方程确定所述电池等效电路模型的第一方程包括：
S1001：根据所述电容的定义公式及所述电流的定义公式确定电池极化电容的分压微分方程。
所述根据所述电容的定义公式及所述电流的定义公式确定电池极化电容的分压微分方程包括：
g1：根据所述电容的定义公式及所述电流的定义公式确定所述电池极化电容的充电电流方程。
所述电池极化电容的充电电流方程包括：
Figure BDA0003299989670000111
其中，I1为电池极化电容的充电电流，dQ为一段时间dt内通过电池极化电容的电荷量，dt为电荷通过电池极化电容的时间，Us为电池极化电容的分压，Cs为所述电池极化电容。
g2：根据所述电池极化电容的充电电流方程确定电池极化电容的分压微分方程。
所述电池极化电容的分压微分方程包括：
Figure BDA0003299989670000112
即所述电池极化电容的分压微分方程包括：
Figure BDA0003299989670000113
其中，Cs为所述电池极化电容，dUs为一段时间内通过电池极化电容的电压，dt为电荷通过电池极化电容的时间，Us为电池极化电容的分压，Rs为电池极化内阻，I为电池的充电电流，V为电池电压，Ri为电池的内短路电阻。
S1002：对所述电池极化电容的分压微分方程进行求解确定所述电池极化电容的分压的通解。
所述电池极化电容的分压的通解包括：
Figure BDA0003299989670000114
其中，Us为所述电池极化电容的分压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，Ri为所述电池的内短路电阻，Rs为所述电池极化内阻，t为所述电池的充电时间，Cs为所述电池极化电容，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，V为所述电池的电压。
S1003：根据所述电池等效电路模型的第二方程及所述电池极化电容的分压的通解确定所述电池等效电路模型的第一方程。
所述电池等效电路模型的第二方程包括：
Figure BDA0003299989670000121
Figure BDA0003299989670000122
由于内短路电阻远大于电池欧姆内阻及电池极化内阻，故
Figure BDA0003299989670000123
且由于本申请的目的为确定电池是否存在内短路，故
Figure BDA0003299989670000124
的值不能忽略。因此，所述电池等效电路模型的第一方程包括：
Figure BDA0003299989670000125
其中，V为所述电池的电压，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，Rs为电池极化内阻，R0为电池欧姆内阻，Uoc为电池开路电压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，Ri为电池的内短路电阻。
S72：根据所述电池等效电路模型的第一方程确定所述电池充电所述时间段Δt所产生的电压差方程。
所述电压差方程包括：
Figure BDA0003299989670000126
Figure BDA0003299989670000127
其中，t2＝t1+Δt，ΔV为所述电池充电所述时间段Δt所产生的电压差，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，Rs为电池极化内阻，R0为电池欧姆内阻，Uoc为电池开路电压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，Ri为电池的内短路电阻，t2为第二恒流充电时刻，Cs为所述电池极化电容，t1为第一恒流充电时刻。
S73：根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri。
在所述根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri之前，所述方法还包括：获取通过电池等效电路模型得到的电池标准参数方程。
所述电池标准参数方程包括：
Figure BDA0003299989670000131
其中，α为所述电池充电的第一标准参数，Rs为所述电池极化内阻，t1为第一恒流充电时刻，Cs为所述电池极化电容，t2为第二恒流充电时刻，β为所述电池充电的第二标准参数，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值。
所述根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri包括：
h1：根据所述电压差方程及所述电池标准参数方程确定电池的内短路电阻方程。
所述电压差方程包括：
Figure BDA0003299989670000132
则
Figure BDA0003299989670000133
因此，所述电池的内短路电阻方程包括：
Figure BDA0003299989670000134
其中，ΔV为所述电池充电所述时间段Δt所产生的电压差，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，Rs为电池极化内阻，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，Ri为电池的内短路电阻，t1为第一恒流充电时刻，Cs为所述电池极化电容，t2为第二恒流充电时刻，α为所述电池充电的第一标准参数，β为所述电池充电的第二标准参数。
h2：根据所述电池的内短路电阻方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri。
在本实施例中，将所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I代入所述电池的内短路电阻方程中确定所述电池的内短路电阻Ri。
S26：根据所述电池的内短路电阻Ri确定所述电池是否存在内短路。
在本实施例中，根据所述电池的内短路电阻Ri及第一预设短路电阻确定所述电池是否存在内短路。优选地，所述第一预设短路电阻可以为600欧姆，也可以为其它值，例如500欧姆、700欧姆等，可依具体需求而定。所述根据所述电池的内短路电阻Ri确定所述电池是否存在内短路包括：
若所述电池的内短路电阻Ri大于或等于第一预设短路电阻，确定所述电池不存在内短路；
若所述电池的内短路电阻Ri小于所述第一预设短路电阻，确定所述电池存在内短路。
在本实施例中，为了确定所述电池的内短路级别，若所述电池的内短路电阻Ri小于所述第一预设短路电阻，确定所述电池存在内短路包括：
若所述电池的内短路电阻Ri小于所述第一预设短路电阻且大于或等于第二预设短路电阻，确定所述电池为轻微的内短路；
若所述电池的内短路电阻Ri小于所述第二预设短路电阻且大于或等于第三预设短路电阻，确定所述电池为中度的内短路；
若所述电池的内短路电阻Ri小于所述第三预设短路电阻，确定所述电池为严重的内短路。
优选地，所述第二预设短路电阻可以为100欧姆，也可以为其它值，例如80欧姆、90欧姆、110欧姆、120欧姆等，可依具体需求而定。优选地，所述第三预设短路电阻可以为10欧姆，也可以为其它值，例如8欧姆、9欧姆、11欧姆、12欧姆等，可依具体需求而定。
在本实施例中，为了处理所述内短路，所述方法还包括：
若确定所述电池为轻微的内短路，向用户发送内短路三级告警；
若确定所述电池为中度的内短路，向用户发送内短路二级告警，并限制电池的输出功率；
若确定所述电池为严重的内短路，向用户发送内短路一级告警，并切断电池的充放电回路。
本申请通过所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri，并根据所述电池的内短路电阻Ri确定所述电池是否存在内短路，可在单体电池充电过程中通过侦测单体电池的内短路电阻确定电池是否存在电池内短路，满足便携式电子装置频繁充放电的应用场景。
请继续参阅图1，本实施例中，所述存储器11可以是电子装置的内部存储器，即内置于所述电子装置的存储器。在其他实施例中，所述存储器11也可以是电子装置的外部存储器，即外接于所述电子装置的存储器。
在一些实施例中，所述存储器11用于存储程序代码和各种数据，并在电子装置的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。
所述存储器11可以包括随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
在一实施例中，所述处理器12可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者所述处理器也可以是其它任何常规的处理器等。
所述存储器11中的程序代码和各种数据如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，例如实现电池压差更新方法或电量预估方法中的步骤，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)等。
可以理解的是，以上所描述的模块划分，为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在相同处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在相同单元中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将本申请上述的实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。

Claims (16)

1.一种电池内短路侦测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电池充电的标准参数；
获取所述电池在进入恒流充电阶段时的电压V0；
获取所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差ΔV；
获取所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流I；
根据所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri；
根据所述电池的内短路电阻Ri确定所述电池是否存在内短路。
2.如权利要求1所述的电池内短路侦测方法，其特征在于：
所述获取所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差ΔV包括：
获取所述电池在恒流充电t1时刻的电压V1；
获取所述电池在恒流充电t2时刻的电压V2，其中t2＝t1+Δt；
根据所述电压V1及所述电压V2确定所述电压差ΔV；
所述获取所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流I包括：
获取所述电池在所述t1时刻至所述t2时刻之间的充电电流I。
3.如权利要求1所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，所述获取电池充电的标准参数包括：
获取通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数。
4.如权利要求3所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，在所述获取通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数之前，所述方法还包括：
获取通过电池等效电路模型得到的包括电池标准参数方程的第一标准电压差方程；
获取在不同循环次数下以不同标准充电电流充电期间充电时间段Δt所产生的各电池标准电压差；
根据所述第一标准电压差方程及所述在不同循环次数下以不同标准充电电流充电期间充电时间段Δt所产生的各电池标准电压差确定所述通过电池等效电路模型得到的电池充电的标准参数。
5.如权利要求4所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，在所述获取通过电池等效电路模型得到的包括电池标准参数方程的第一标准电压差方程之前，所述方法还包括：
根据电容的定义公式及电流的定义公式确定所述电池等效电路模型的标准方程；
根据所述电池等效电路模型的标准方程确定充电所述时间段Δt所产生的第二标准电压差方程；
根据所述第二标准电压差方程确定所述第一标准电压差方程。
6.如权利要求5所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，所述电池等效电路模型的标准方程包括：
Figure FDA0003299989660000021
其中，Vstandard为电池标准电压，Uoc为电池开路电压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，t为电池充电时间，Rs为电池极化内阻，Cs为所述电池极化电容，Istandard为电池的标准充电电流，R0为电池欧姆内阻。
7.如权利要求4所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，所述电池充电的标准参数包括电池充电的第一标准参数及电池充电的第二标准参数，所述第一标准电压差方程包括：
ΔVstandard＝αIstandard-αβ；
其中，
Figure FDA0003299989660000022
其中，t2＝t1+Δt，ΔVstandard为所述电池充电所述时间段Δt所产生的标准电压差，Istandard为充电所述时间段Δt时的标准充电电流，α为所述电池充电的第一标准参数，Rs为电池极化内阻，t1为第一恒流充电时刻，cs为电池极化电容，t2为第二恒流充电时刻，β为所述电池充电的第二标准参数，及Us0为所述电池极化电容在静置状态下的初始分压值。
8.如权利要求1所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，所述根据所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri包括：
根据电容的定义公式及电流的定义公式确定电池等效电路模型的第一方程；
根据所述电池等效电路模型的第一方程确定所述电池充电所述时间段Δt所产生的电压差方程；
根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri。
9.如权利要求8所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，所述电池等效电路模型的第一方程包括：
Figure FDA0003299989660000023
其中，V为所述电池的电压，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，Rs为电池极化内阻，R0为电池欧姆内阻，Uoc为电池开路电压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，Ri为电池的内短路电阻。
10.如权利要求8所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，所述根据电容的定义公式及电流的定义公式确定所述电池等效电路模型的第一方程包括：
建立所述电池等效电路模型；
根据欧姆定律及基尔霍夫定律确定所述电池等效电路模型的第二方程；
根据所述电容的定义公式、所述电流的定义公式及所述电池等效电路模型的第二方程确定所述电池等效电路模型的第一方程。
11.如权利要求10所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，所述根据所述电容的定义公式、所述电流的定义公式及所述电池等效电路模型的第二方程确定所述电池等效电路模型的第一方程包括：
根据所述电容的定义公式及所述电流的定义公式确定电池极化电容的分压微分方程；
对所述电池极化电容的分压微分方程进行求解确定所述电池极化电容的分压的通解；
根据所述电池等效电路模型的第二方程及所述电池极化电容的分压的通解确定所述电池等效电路模型的第一方程。
12.如权利要求11所述的电池内短路侦测方法，其特征在于：
所述电池极化电容的分压微分方程包括：
Figure FDA0003299989660000031
其中，Cs为所述电池极化电容，Us为所述电池极化电容的分压，Rs为电池极化内阻，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，V为所述电池的电压，Ri为电池的内短路电阻；
所述电池极化电容的分压的通解包括：
Figure FDA0003299989660000032
其中，Us为所述电池极化电容的分压，Us0为电池极化电容在静置状态下的初始分压值，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，Ri为所述电池的内短路电阻，Rs为所述电池极化内阻，t为所述电池的充电时间，Cs为所述电池极化电容，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流，V为所述电池的电压。
13.如权利要求8所述的电池内短路侦测方法，其特征在于：
在所述根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri之前，所述方法还包括：
获取通过电池等效电路模型得到的电池标准参数方程；
所述根据所述电压差方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri包括：
根据所述电压差方程及所述电池标准参数方程确定电池的内短路电阻方程；
根据所述电池的内短路电阻方程、所述电池充电的标准参数、所述电压V0、所述电压差ΔV及所述充电电流I确定所述电池的内短路电阻Ri。
14.如权利要求13所述的电池内短路侦测方法，其特征在于，所述电池充电的标准参数包括电池充电的第一标准参数及电池充电的第二标准参数，所述电池的内短路电阻方程包括：
Figure FDA0003299989660000033
其中，Ri为所述电池的内短路电阻，V0为所述电池在进入恒流充电阶段时的电压，ΔV为所述电池在恒流充电期间充电时间段Δt所产生的电压差，α为所述电池充电的第一标准参数，β为所述电池充电的第二标准参数，I为所述电池充电所述时间段Δt时的充电电流。
15.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
电池；
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器加载并执行如权利要求1-14中任意一项所述的电池内短路侦测方法。
16.一种存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，其特征在于，所述指令由处理器加载执行如权利要求1-14中任意一项所述的电池内短路侦测方法。
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